复合坯料常规挤压法

Honeywell

复合坯料常规挤压法，挤压前将两种不同的金属组装成一个复合坯，然后进行挤压。为了提高界面接合强度，须将内外层坯料的接触界面清理干净。同时，为了防止坯料在加热过程中产生氧化而影响界面的接合，需要在复合坯组装后采用焊接成包套的方法对坯料两端端面上内外层之间的缝隙进行密封。
复合坯料常规挤压法最大的优点：挤压时的延伸变形特点使界面上产生较大比例的新生表面，同时模孔附近挤压变形区内的高温、高压条件非常有利于界面原子的扩散，从而达到冶金接合（或称金属学接合）的目的。

采用复合坯料常规法挤压双金属管时，最易形成的缺陷是壁厚不均匀及外形波浪，由于挤压时金属流动不均匀，容易造成挤压管材沿长度方向内外层壁厚不均匀，因此，现行生产标准对双金属管壁厚均匀性的要求很低，同一层（内层或外层）在产品头部和尾部的壁厚允许相差50%以内。当内外层坯料的变形抗力相差较大时，容易出现外形波浪、界面呈竹节状甚至较硬层产生破断的现象，因而金属的组合受到了很大限制。

如上所述，用复合坯料常规挤压法挤压双金属管时出现的内外层壁厚不均匀缺陷，主要起因是挤压时金属流动不均匀，因而所有改善挤压金属流动均匀性的措施，均有利于改善双金属管的壁厚不均匀性，例如，在良好的润滑状态下挤压、选用合理的挤压比与挤压模角、采用静液挤压法成形等。

采用复合坯料常规挤压法挤压双金属包覆线流动不均匀性的特点，挤压产品沿长度方向包覆比（也称包覆率，定义为包覆层的厚度与产品直径之比，或包覆层的截面积与产品横截面积之比）不均匀的问题比较严重。当内外层材料的变形抗力或塑性流动性相差较大时，还容易产生波浪、竹节、芯材破断、包覆层裂纹或破断、内外层之间鼓泡、表面皱纹等缺陷。

为了获得界面接合质量高的包覆材料，与双金属管复合坯料挤压成形时的情形一样，在确定挤压工艺时，需要注意以下问题：
1）保证坯料界面洁净，防止坯料复合后在放置或加热过程中产生界面氧化。最好在坯料复合前采用金属丝刷等对复合界面进行清刷，或对界面进行脱脂、酸洗（或碱洗）处理，并尽量缩短坯料复合后的放置时间。
2）采用较大的挤压比，保证界面在变形过程中产生足够的新生表面。在热挤压条件下，对于接合性能好的金属组合，挤压比在2 以上时的变形程度即可获得令人满意的接合强度；而对于接合性能较差的金属组合，则应尽可能采用较大的挤压比（4～5 以上）。在冷挤压条件下，要获得较高的界面接合强度，挤压比一般应达到5～ 7 以上，而要获得冶金接合，则挤压比应达到10～ 20 以上。对于使用性能允许的材料，可以采用适当的热处理以提高冷挤压产品的界面接合质量。
3）控制挤压温度，以防止在界面上形成金属间化合物。例如，挤压钛包铜复合材料时，若挤压温度低于700℃，则界面化合物层非常薄；而当挤压温度高于800℃时，界面化合物层厚度将迅速增加，严重影响了界面接合质量。当内外层材料在热挤压温度下容易形成化合物时，可以考虑在内外层金属之间加入过渡层金属箔，以提高界面接合质量。例如，对于上述钛/ 铜复合材料和铁系复合材料，可加Ni或N5 合金箔。
4）对于虽不易形成化合物，但接合性能较差的金属组合，也可以在复合界面之间添加有利于提高接合强度的过渡金属层。